做为现在实际应用中最轻的金属结构材料,镁合金除了具有低密度,高比强度和比模量,优异的阻尼减震性能及良好的电磁屏蔽性能等优良的物理特性外,还具有回收耗能低、易于加工等优点,这使得其在航空,汽车,3C电子产品上的应用比其他结构材料有明显的优势。但是,镁的标准电极电位为-2.73V,表面的氧化膜不致密,导致镁及其合金即使在大气环境中存放也会很快被腐蚀,这极大的限制了镁合金的广泛应用。本文以改善镁合金耐腐蚀性能为目的,采用真空蒸镀的方法在AZ91D镁合金表面沉积铝涂层或锌铝复合涂层,之后在大气条件下,对涂层试样施加一定的温度和压力,最终在镁合金表面获得与基体形成冶金结合的保护涂层。两类涂层实验的结果表明:真空蒸镀可以在镁合金表面形成完整致密的涂层;在32MPa,420℃下对铝涂层试样热压1~4h可以在AZ91D镁合金表面形成稳定的涂层,锌铝涂层试样未经热压处理即能在AZ91D镁合金表面形成稳定的涂层;在32MPa,400℃下对铝涂层试样热压1~4h锌铝涂层与基体的结合性能要优于铝涂层试样。采用扫描电镜(SEM)观察不同涂层试样的组织形貌,通过能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析其成分和物相组成。结果表明:经热压处理地方铝涂层试样,铝涂层可与镁基体形成相互扩散,经4h热压处理后,其扩散层深度可为2~5μm,在铝涂层与基体的界面处的相组成主要为α-Mg、α-Al、和Al3Mg2共晶相。用锌作为中间过渡层可以提高铝涂层与基体间的结合性能,经过4h热压处理后,其扩散层深度可达4~8μm,锌铝涂层试样在铝锌界面处可形成Al2Zn3共晶,在镁锌界面处可能形成Mg2Zn11或MgZn2共晶。铝涂层试样和锌铝涂层试样的表面显微硬度都有较大提高,为AZ91D镁合金基体硬度的1.2~2.2倍,这有助于提高涂层的耐磨性。全浸泡腐蚀实验的结果表明:在3.5wt.%NaCl溶液中浸泡72h后,铝涂层试样会出现涂层部分脱落的现象,基体内部破坏严重;锌铝涂层试样表面仅出现少量点蚀,基体未发现明显破坏,这说明两种涂层中只有锌铝涂层提高了镁合金基体的耐腐蚀性能。
